вляють собою динамічні системи, поведінка яких у часі визначається поточними значеннями ряду характерних технологічних величин - температури, витрат, рівня, різних якісних показників. Умовою отримання якісної продукції є підтримання цих величин на певних, так званих номінальних, заданих значеннях.
У силу ряду зовнішніх причин (зміна якості і витрат сировини, параметрів тепло- і холодоагентів та ін.) або явищ, що протікають в самому апараті (зміна умов передачі теплоти через поверхні та ін.), зазначені величини можуть відхилятися від заданих значень, що призводить до порушення процесу. Всі ці дії, що порушують хід ТП, називаются- збуреннями. Отже, процесом потрібно управляти. Управління - це цілеспрямований вплив на об'єкт, яке забезпечує оптимальний або заданий режим його роботи. При оптимальному управлінні значення регульованої величини або програма її зміни заздалегідь не задані, а визначаються в результаті рішення відповідної задачі оптимізації. При цьому ефективність роботи об'єкта і системи оптимального управління кількісно оцінюється величиною критерію (показника) оптимальності, який може мати технологічну або економічну природу (продуктивність установки, собівартість продукції і т. П).
Окремим випадком управління є регулювання - підтримання вихідних величин об'єкта поблизу заданих постійних або змінних значень з метою забезпечення нормального режиму його роботи за допомогою подачі на об'єкт керуючих впливів. Підтримання вихідних величин об'єкта поблизу необхідних значень здійснюється автоматичним регулятором, який є частиною динамічної системи, званої автоматичною системою регулювання.
Рис. 4.1. Система регулювання температури в теплообміннику (а) і її структурна схема (б)
Основним елементом АСР (рис. 4.1) є об'єкт регулювання (ОР) - технологічний апарат, машина, в яких підтримується необхідне значення регульованої величини в, званої також вихідною величиною об'єкта .; У нашому прикладі ОР - теплообмінник, регульована величина - температура продукту, що виходить з теплообмінника. Температура може відхилятися від заданої під дією збурень z, наприклад зміни тиску гріючої пари, зміни початкової температури і витрати продукту, що подається в теплообмінник.
Для оцінки ходу процесу в об'єкті необхідно мати вимірювальне пристрій ВП, що виробляє сигнал про поточне значення регульованої величини в даний момент. Цей сигнал надходить на автоматичний регулятор АР, що порівнює поточне значення регульованої величини із заданим у зд, яке виробляється задаючим пристроєм ЗУ. При наявності різниці між цими величинами (у - у зд) регулятор АР формує сигнал управління хр, який залежить від знака і значення відхилення регульованої величини від завдання. Сигнал управління х р перетвориться виконавчим механізмом ІМ в переміщення регулюючого органу РО, безпосередньо змінює значення регулюючої (вхідний) величини х об'єкта. Таким чином здійснюється регулюючий вплив: в нашому випадку змінюється подача гріючої пари в теплообмінник з метою ліквідувати виникло відхилення температури від заданого значення.
Необхідно відзначити умовність понять «вхідна» і «вихідна» величина та їх відмінність від вхідних і вихідних потоків у процесі. У нашому прикладі подача пари і температура продукту не є входом і виходом теплообмінника в технологічному сенсі (витрата продукту на вході і виході теплообмінника),
При автоматизації технологічних процесів використовуються різні АСР, які можуть бути класифіковані за кількома ознаками., За принципом регулювання АСР ділять на діючі по відхиленню, обуренню і комбіновані. Найбільшого поширення набули АСР, звані одноконтурними і працюючі по відхиленню регульованої величини у від заданого значення у зд (рис. 4.2, а). У них при появі відхилення (у - у зд) регулятор виробляє регулюючий вплив на об'єкт з метою привести регульовану величину до заданого значення. У таких АСР регулюючий вплив здійснюється незалежно від числа, виду і місця появи збурень. АСР по відхиленню є замкнутими, регулятор в них включений за принципом негативного зворотного зв'язку, т. Е. Сигнал, перетворюючись, передається з виходу об'єкта регулювання на його вхід. Приймемо у зд=0, тоді регульовану величину у (t) будемо розглядати як відхилення від заданого значення.
При регулюванні по обуренню (рис. 4.2, б) регулятор АР в отримує інформацію про поточне значення основного обурює впливу z 1. При зміні його інеспівпаданні з номінальним значенням z 1зд регулятор формує регулюючий вплив х рв, яке направляється на об'єкт. У таких АСР рівноваги вплив може бути компенсовано ще до появи відхилення на виході об'єкта. Зазвичай такі АСР будують за основним обуренню, наприклад по навантаженню об'єкта. Навантаженням є кількість енергії або речовини, расходуемого при технологічному процесі в об'єкті. У конту...
